Videnskab
 science >> Videnskab >  >> Biologi

Hvilken molekyl leverer energi til muskelkontrakter?

Muskelkontraktion sker kun, når energimolekylet kaldet adenosintrifosfat (ATP) er til stede. ATP har tre fosfatgrupper, som den kan give væk, frigive energi hver gang. Myosin er motorproteinet, der gør muskelkontraktion ved at trække på actinstænger (filamenter) i muskelceller. Binding af ATP til myosin får motoren til at frigøre sit greb på aktinstangen. Afbrydelse af en fosfatgruppe af ATP og frigivelse af de resulterende to stykker er, hvordan myosin når ud for at gøre et andet slagtilfælde. Muskelceller indeholder molekyler, der hjælper med at gøre ATP, herunder NADH, FADH2 og kreatinphosphat.

ATP-struktur

ATP har tre dele. Et sukkermolekyle kaldet ribose er i centrum, forbundet med et molekyle kaldet adenin på siden og en kæde af tre fosfatgrupper på den anden side. ATP's energi er fundet phosphatgrupperne. Fosfatgrupper er meget negativt ladede, hvilket betyder, at de naturligt afviser hinanden. Imidlertid holdes de tre phosphatgrupper ved siden af ​​hinanden ved hjælp af kemiske bindinger. Spændingen mellem bindingen er den elektrostatiske afstødning den lagrede energi. Når bindingen mellem to phosphatgrupper er brudt, skubber de to fosfater fra hinanden, hvilket er den energi, der bevæger enzymet, der krammer ATP-molekylet. ATP er brudt ind i ADP (adenosindiphosphat) og phosphat (P). ADP har kun to fosfater tilbage.

Myosin struktur

Myosin er en familie af motoriske proteiner, som skaber kraft til at flytte ting inde i en celle. Myosin II er den motor, der gør muskelkontraktion. Myosin II er en motor, der binder sig til og trækker på actinfilamenter, som er parallelle stænger, der strækker sig langs længden af ​​en muskelcelle. Myosiner har to separate dele; den tunge kæde og den lette kæde. Den tunge kæde har tre regioner, som en næve, håndled og underarm. Den tunge kæde har et hoveddomæne, som er som næve, der binder ATP og trækker på actinstangen. Nakkeområdet er håndleddet, som forbinder hoveddomænet med halen. Hale-domænet er underarmen, som spoler rundt på halerne fra andre myosinmotorer, hvilket resulterer i et bundt af motorer, der er fastgjort sammen.

Når strømmen af ​​myosin er på en actinfilament og trækker, myosin kan ikke slippe, indtil et nyt ATP-molekyle er knyttet. Efter frigivelse af aktinfilamentet bryder myosin den yderste fosfatgruppe ud af ATP, hvilket får myosinet til at rette sig op, klar til at binde og trække actin igen. I denne rettede position griber myosin videre til actinstangen igen. Derefter frigiver myosin ADP og phosphat, hvilket skyldes at ATP blev brudt. Udstødning af disse to molekyler får myosinhovedet til at binde ved nakken som en knytnæve, som krøller mod underarmen. Denne krøllebevægelse trækker actinfilamentet, som får muskelcellen til at indgå. Myosin vil ikke give slip på actin indtil et nyt ATP-molekyle er knyttet.

Quick Energy

ATP er det molekyle der er nødvendigt for muskelkontraktion. Da muskelceller bruger ATP i høj grad, har de måder at lave ATP hurtigt. Muskelceller har store mængder molekyler, der hjælper med at generere ny ATP. NAD + og FAD + er molekyler, der bærer elektroner i form af henholdsvis NADH og FADH2. Hvis ATP er som en $ 20 regning, der er nok for de fleste enzymer til at købe et typisk amerikanskt måltid, hvilket betyder at gøre en reaktion, så er NADH og FADH2 henholdsvis henholdsvis $ 5 og $ 3 gavekort. NADH og FADH2 giver deres elektroner til det, der kaldes elektrontransportkæden, som bruger elektronerne til at generere nye ATP-molekyler. Analogt kan NADH og FADH2 betragtes som besparende bindinger. Et andet molekyle i muskelceller er kreatinphosphat, hvilket er et sukker, der giver sin fosfatgruppe væk til ADP. På den måde kan ADP hurtigt genoplæses til ATP.

Klik for at udvide hele teksten